基于Ｉｎｔｅｒｎｅｔ考試系統的分析與設計

摘要：概述了計算機網絡考試系統的優勢，分析了基于網絡的計算機考試系統的B/S體系結構，在此基礎上設計了系統的總體方案和主要功能模塊，并對其中的關鍵性技術進行詳細介紹。

關鍵詞：在線考試；數據加密；B/S體系結構

中圖分類號：TP393文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)18-21ppp-0c

Analyze and Design Internet-based Exam System

ZHANG Chun-hui

(South China University of Technology, Computer College, Guangzhou 510641, China)

Abstract: The paper summaries the superiority of Internet-based Exam System, analysis the B/S system structure, designs the main principles and the function, and makes a detailed description of the key technology involved.

Key words: Internet-based Exam System; Database Encryption; B/S system structure

隨著計算機的廣泛應用及其技術的發展，計算機不僅影響著人們的生活方式，同時還對傳統的教育模式提出了新的挑戰。我們可充分利用現代化的信息傳遞手段來拓展教學方式及教學改革，為考試形式向多元化發展提供基礎。對于傳統的考試過程，一般要經過教師出卷、學生考試、教師閱卷、教師統計成績四個環節。當考生數量較多時，完成這一過程的工作量非常大，而且很煩瑣。我們應該利用現有的設備、技術把教師從煩瑣、重復、容易出錯的工作中解脫出來。為了實現這一目的，可通過計算機實現無紙化考試。近年來，多媒體、Internet的出現及發展使得考試的技術手段和載體發生了革命性的變化，Internet的開放性、分布性特點使得考試突破了時間和空間的限制?；贗nternet的計算機考試系統的研究，越來越受到人們的關注。

1 系統的體系結構

目前，網絡應用軟件運行的模式主要有兩類：客戶機/服務器(C/S)模式和瀏覽器/服務器(B/S)模式。C/S模式是將數據庫內容放在遠程的服務器上，在客戶機上安裝相應軟件。C/S結構在技術上雖然很成熟，但該結構存在靈活性差、升級困難、維護工作量大和系統安全性差等缺陷，已較難適應當前信息技術與網絡技術發展的需要。B/S結構是三層結構，它以訪問Web數據庫為中心，HTTP為傳輸協議，客戶端通過瀏覽器(Browser)訪問Web服務器和與其相連的后臺數據庫。B/S結構把處理功能全部移植到了服務器端，用戶的請求通過瀏覽器發出，無論是使用和數據庫維護上都比傳統模式更加經濟方便。本系統中就采用了B/S結構，服務器端采用SQL Server2000數據庫和ASP.NET 組件來構成應用服務系統，客戶端采用瀏覽器來完成在線考試的全過程。

2 系統的總體設計

2.1 應用結構

原則上來講，整個考試系統的服務可由考試中心承擔，考試系統的用戶（考生或考試的組織者）均可通過本地和遠程網絡系統參加考試和處理考試事務。但由于目前的遠程傳輸媒介的傳輸可靠性和傳輸速率的限制，成千上萬的考生都通過考試中心的服務器來參考，好比千軍萬馬走獨木橋，服務器必然是系統的瓶頸。為了解決這一問題，可在遠程考試系統設立考試中心，在各地區設立考點，考生在各考點參加考試，考試中心負責全局事務的處理和控制?？荚囍行暮涂键c通過Internet相連，而考點的各考試主機則通過局域網相連，無論是考試中心還是考點均應設有Web服務器和數據庫服務器，建立其上的考試系統服務器分別為考試的組織者和應試者提供相應的服務。這種運行結構既減輕了考試中心服務器的負擔也符合一般考試組織的特點，同時提供服務的資源根據分工（考試中心和考點的分工不同）可相應隔離。通過網絡連接的考試系統應用結構如圖1所示。

2.2 功能模塊劃分

根據考試的組織特點和應用結構，一個完整的考試系統主要劃分為三個功能模塊： 試題管理模塊、在線考試模塊、學生檔案管理模塊。系統的功能結構如圖2所示。各模塊功能如下：

2.2.1 試題管理模塊

試題庫是試題來源，對試題庫的管理非常重要。試題一般采用單選題、多選題、判斷題等題型，主要實施試題的錄入、查詢、修改、刪除等功能。錄入試題可集中錄入或隨時錄入，試題庫中的試題以單個試題存放而不形成成套試卷，并且可按類別難度的不同進行分類管理，試題可長期保存。

圖1 基于Internet考試系統的結構圖

圖2 系統功能結構圖

2.2.2 在線考試模塊

在線考試模塊是系統的核心模塊?？荚嚽跋到y會自動生成試卷的編號，出題者填寫試卷名稱，選擇考試的科目以及試卷的類型。通常試卷的類型可分為固定試卷和動態試卷。固定試卷是預先在試題庫隨機抽取試題生成固定的試卷，考試時每個考生都使用該試卷；動態試卷是當考生進入考試后，由系統隨機生成試卷，每個考生的試卷是不一樣的。另外還需設置考試所需的時間、考查的題型、每種題型的分值、題目不同難度的比例、試卷的狀態，例如開放狀態則前臺考試可使用，關閉狀態則不能使用。最后還能根據前面的題量和分值自動計算并顯示試卷的總分數。

當進入考試時，學生首先登錄查看有沒有考試，如果有就進行考試，考試時間結束系統自動交卷，交卷之后實時評卷，立即給出分數。從考生登錄到考試結束，包括了身份驗證、試卷生成、在線考試、試卷評分等過程。

（1）登錄和身份驗證。在考試前臺的界面輸入學號和密碼，系統會查詢數據庫，如果輸入正確則允許該考生進入下一頁面。否則需重新輸入，超過三次錯誤輸入則強行退出系統。如果該考生是第一次登錄系統或未修改過密碼，系統會自動提示考生修改密碼。

（2）試卷生成。通過身份驗證后，系統會根據登錄的信息查詢并顯示當前對該考生開放的試卷，正式進入考試界面。

其實在進入考試界面前，系統會根據已設定好的試卷參數，從數據庫中隨機抽取試題。如果使用動態試卷，則每位考生的考題可能不一樣，但題型、難度、數量、分值都是一樣的。

（3）在線考試。在線考試的試題界面是按單題的方式顯示的，這樣考生能更好的查看題目。在頁面的左邊是整個試卷的試題題號，右邊是所選試題的具體內容。點擊左邊的題號，就會在右邊顯示相對應的試題。同時在考試界面上會顯示考試的科目、時間、考生姓名等。

考試開始后，系統會根據考試設定的時間進行倒計時。如果考生中途遇到死機，可重新登錄進入，系統會提示上次考試并未結束，并將上次的考題重新調出，不需重新抽題。

（4）交卷評分。當考生完成考題后，可按“交卷”按鈕進行試卷提交，或考試時間結束時由系統強行收取。提交后，系統會根據考生選擇的答案與試題庫中的答案進行比較，并計算出得分。分數會在考試界面顯示，并且還會寫入學生成績庫中，供以后查詢和統計使用。

2.2.3 學生檔案管理模塊：

該模塊主要管理學生的信息檔案。包括對學生信息的錄入，成績查詢，以及老師對學生成績進行查詢、統計等。

3 關鍵技術

一個考試系統的設計涉及到許多關鍵技術，具體來說主要有以下幾個方面：

3.1 組卷

組卷是考試系統中的難點。組卷主要根據出題者設定好的使用的題型、涉及的章節、不同難度的比例以及不同題型的分值等參數，隨機在試題庫中抽取試題組成試卷。這要求試題是隨機生成的，而且同一份試卷中不能有重復的考題。按什么規則生成，如何保證生成的試題符合要求，就涉及到隨機算法的使用。同時還要考慮如何對試卷的試題進行有效的管理，例如當考生在考試中途因機器故障或其它原因需重新進入考試，系統不必重新抽取試卷，而是直接恢復考生原有試卷即可。

3.2 權限

一般超級管理員具有最高權限，可由他設置用戶對某個功能模塊的操作權限。當每一個用戶用自己的賬號登錄系統時，系統會根據其登錄賬號所賦予的權限，讓其進行相應的操作。

3.3 數據庫的設計

遠程考試系統需要處理大量的數據，其功能主要圍繞數據庫來展開。在系統中，良好的數據庫設計將會有效改善系統的性能，同時還能保證數據正確完整的存儲。根據考試系統的要求，可設計幾個關系模式：

考生表：(考生ID，姓名，口令，性別，系別，班級，權限)

考試科目：(科目1D，科目名稱，試卷ID，開考時間)

成績表（一、二級）：(考生ID，姓名，系別，班級，科目，試卷ID，開考時間，結束時間，試題得分)

學生考試表：（試卷ID，科目名稱，單選題數，單選題，多選題數，多選題，判斷題數，判斷題，開考時間，結束時間）

學生考試記錄表（二級）：（考生ID，試卷ID，姓名，班級，有否考試，試題情況記錄，考試時間）

科目選擇表：(科目ID,開考科目)

試卷表：(試卷ID，科目ID，試卷試題ID，試題類型，試題內容，參考答案，參考答題時間)

試題庫：(試題ID,科目、試題類型，試題內容，選擇答案1，選擇答案2，選擇答案3，選擇答案4，選擇答案5,選擇答案6，參考答案，難度系數)

答卷（二級）：(試題ID,題號，科目、試題類型，試題內容，選擇答案1，選擇答案2，選擇答案3，選擇答案4，選擇答案5選擇答案5，參考答案)

其中“考生表”，“考試科目”，“成績表”，“試題庫”，“答卷”等是關系名，括號內容是關系屬性。在對關系進行調整時，為減少數據的冗余，提高數據訪問效率，將有些關系雖然密切但具有一對多或多對多特性且相對穩定程度不同的數據分開建立關系模式，如考生的基本信息和考生的成績信息，考點的基本信息與考點的開考科目，試題與試卷信息等等。表中一級表示考試中心的數據庫服務器，二級表示考點的數據庫服務器存儲的數據。

3.4 數據庫賬號加密

考試系統的數據庫安全性不同于其它系統，盡管在系統功能上設計了不同用戶的使用權限，也不能保證敏感數據的保密性。例如DBA擁有最高權限，可知曉試卷的內容。為了保證考試的公正性，這就需要有進一步的安全措施——數據加密。在該系統中我們采取了MD5算法加密口令，DES算法加密其它敏感數據。

與傳統的考試方式相比，網絡考試系統的主要好處是可以動態地管理各種考試信息，只要題庫足夠大，就可以按照要求自動生成各種試卷；而且，網絡考試的時間比較靈活， 可以在規定的時間段內隨到隨考，不必統一時間開考；另外，計算機化考試的最大特點是閱卷快，系統可以在考試結束時當場給出客觀題考試成績，計算機閱卷給了考生最大的公平感。因此網絡考試不僅在高校，同時也已慢慢在各個領域普及應用。

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收稿日期：2008-03-24

作者簡介：張春暉，女，廣東廣州人，碩士，華南理工大學計算機學院，主要從事計算機軟件方面的研究。